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关于采用不同技术制造的钽电容器的故障模式相关试验(二)

热击穿 在正常工作模式下的受控制热击穿会 对薄弱点增加自愈修复的机会,并减少局部疵 点区的生成。 另一方面, 非控制下的热击穿会造成短 路, 导致热逃逸而彻底摧毁电容器。钽电容图2. IR (红外)摄影机监视下的自愈过程。

在反模式下, V-A 涵数 会按指数达到最大 的电压在该点其进入负阻区间。

 

我们的实验显示, 对于小串联电阻 (~10 )  电压接近 VTB,热击穿和电流流动会使装置 不稳定而在正模式下更趋近于热击穿。与该故 障作用原理相关的电流较比在薄弱点出现的 较小的与单点故障有关的值域更具有更确 定性。

 

 

电击穿

 

对在钽和铝上生成的薄氧化膜的研究提 供了电击穿[2]的有关数据。击穿事故发生率随 时间减低到一个稳定值。当击穿电压被接近 时击穿发生率增加。随着电压的增长装置 因在某个疵点发生的热逃逸而发生故障的机率 也增加。击穿电压依赖于脉冲的持续。在某些 实验中可以看到击穿电压随着脉冲长度的增 加而降低。该过程不是十分确定的击穿以不 定时间间隔出现在不定位置。在反模式下电 击穿是由于焦耳热产生的热击穿的最终状态

 

 

导电聚合物

 

在正常模式下的电流传导

 

 

V-A 涵数曲线的第一部分见图3可以被描 述为平方律关系曲线与电流注入电子陷 阱-嵌层-极限绝缘层相关。

 钽电容


第二部分为二次方关系线由于空间电荷以统 一的电子陷阱分布限制了电流注入。两个过程 之间的转折点依赖于Fermi 费米能级有关陷阱 击活的能量。Poole-Frenkel 作用原理与空间电 荷限制电流注入绝缘层一致。电场密度并不是 均匀的在接近注入电极处相当高。因此对负 极材料的要求标准则显得至关重要。

 

 

电流在反模式下的传导

 

导电聚合物技术不对带特定串联电阻 的负动态电阻进行监测 (见图 4)。这是因为 经过介子层在高电流密度沟道中的温度  电 导  焦耳热  温度增加循环的反馈

 

因为在反模式下的转折作用过程与介质层表现 明显呈正比所得结果应该是一致的。由于负 极材料不同的功能另一差别存在于击穿电压 的低水平。

钽电容

4. 反模式下带导电聚合物的钽电容器。

 

 

导电聚合物的击穿

 

不同的 CP导电聚合物生产商技术的报告 之间有明显的不同。采用第一种技术的电容器 显示在击穿发生时没有任何自愈过程的记 载而且在介子层被击穿后即发生短路。第 二种技术的个案中则没有发现任何一例击穿电 压。在测试中电流持续增长直到发生热击穿 为止未观察到任何自愈现象。

钽电容
5. 采用第一种技术的导电聚合物介质层 被击穿造成短路


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